Question

【题目】某同学设计了如图甲所示的“探究加速度与物体受力和质量的关系”的实验装置。实验步骤如下：

①将一端带有定滑轮的长木板放在水平桌面上，有定滑轮的一端伸出桌面，并将电火花计时器固定在木板的另一端，并接好电源；

②将力传感器固定在小车前端，然后通过一轻质细线与砂桶连接在一起并跨过定滑轮将小车放在木板上，并在小车另一端固定一条纸带，同时使纸带穿过电火花计时器的限位孔；

③实验中他忘记平衡摩擦力而直接进行了实验。整个实验中保证小车的质量不变，先往砂桶中添上适当的砂后接通电源，将小车由靠近电火花计时器处静止释放，打出一条纸带，并记下此时力传感器的示数F，并通过打出的纸带计算出小车运动的加速度a；然后再在砂桶中添加适当的砂，换用新的纸带，重复刚才的操作，得到多组F、a，并作出小车运动的a-F图像。

(1)为了使实验结果更加准确或合理，下列说法中正确或必须的是________。（填正确答案标号）

A．实验中应通过调节定滑轮的高度使细线与木板平面平行

B．实验前可将小车由木板任意位置释放，然后再接通电源

C．实验中为了测出小车所受的合力应测出砂和砂桶的总质量

D．实验中必须满足砂和砂桶的总质量m远小于小车和力传感器的总质量M

E．该实验所用电源可以直接接照明电路的电源（220V交流电源）

(2)如图乙所示为某次实验得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F为计数点，他只测出了计数点AB和EF间的距离，所用电源的频率为50Hz，打出的每5个点为一个计数点，则由纸带数据测得小车运动的加速度大小为_________m/s2（结果保留两位有效数字）。

(3)根据实验测得的多组a、F数据做出的a-F图像如图丙所示，由图像_____________（填“能”或“不能”）得到“在小车的质量不变时，小车的加速度a与其受到的合力F成正比”的结论；由图可知小车和力传感器的总质量为_________________kg（结果保留两位有效数字）。

Answer 1

【答案】AE 0.60 能 2.0

【解析】

(1)[1]A、线要与木板平行，这样小车的合力才不变，故选项A正确；

B．实验前将小车拉到靠近打点计时器的位置，然后先接通电源后释放小车，选项B错误；

C．由于有拉力传感器，故不需要测沙和桶的总质量，故选项C错误；

D．满足该条件是为了使拉力近似等于沙和桶的总重力，由于有压力传感器测量小车的拉力，则实验中不需要满足上述条件。

E．因为用电火花计时器，则该实验所用电源可以直接接照明电路的电源（220V交流电源），选项E正确；

故选AE。

(2)[2]．根据可得

(3)[3][4]．虽然a-F图象不是过原点的直线，但是由图像可得出 其中摩擦力f=2N，则式子也可写成F合=ma，即可得“质量不变时，加速度与作用力成正比”；根据，那么a-F图象斜率的倒数为小车和传感器的质量，即